JP6074895B2 - 粉体充填システム及び粉体充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルターを用いて粉体から粗大粒子を篩い分ける発明に関する。

従来、複写機やプリンターなどの画像形成装置においては、トナーカートリッジなどのトナー収容器に収容されたトナーを用いて画像を形成することが知られている。このトナー収容器は、画像形成装置に搭載される前に、充填装置によって予めトナーが充填される。この充填装置としては、装置の小型化の要請から、流動化された粉体を吐出させてトナー容器に充填するものが提案されている（特許文献１参照）。

一方、画像形成に用いられるトナーとしては、近年、高画質化の目的で小粒径のものが用いられている。このトナーは、製造上の理由によって、或いは、高温多湿の環境下で保管されて緩凝集することによって、粗大粒子を含有する場合がある。粗大粒子を含有したトナーを用いて画像を形成した場合には、画像データに基づいた画像が正確に得られなくなる。そこで、トナー容器にトナーを充填する前に、篩装置によってトナーから粗大粒子が篩い分けられている。

トナーから粗大粒子を篩い分ける方法としては、超音波で振動させたフィルターを用いたものが提案されている（特許文献２参照）。ところが、フィルターを超音波で振動させて篩い分けを行った場合、フィルターの振動による摩擦熱でトナーが軟化してフィルターの目詰まりが発生したり、振動によるストレスでフィルターの目開きが拡大したりする問題があった。

フィルターを振動させずに粉体から粗大粒子を篩い分ける方法としては、所定方向に配置された回転軸と、この回転軸と同軸状に配置される円筒状のシーブと、回転軸に取り付けられた回転羽根とを用いたものが知られている（特許文献３参照）。この装置は、回転羽根を回転させることで上流から供給された粉体を円筒状のシーブの内側領域から外側領域に送り出し、シーブを振動させずに粉体の篩い分けを行うことができる。

しかしながら、円筒状のシーブを有する篩装置は、円筒状のシーブの内側領域から外側領域にトナーを送り出す機構を有するため、シーブを通過した粉体を回収するために大きな空間を必要とする。このため、トナー容器に充填されるトナーを予め篩い分けるために円筒状のシーブを有する篩装置を充填装置に搭載した場合には、装置が大型化するという課題が生じる。

請求項１に係る発明は、筒状体、前記筒状体の底部に設けられたフィルター、および、前記フィルターと交差する回転軸を中心に前記フィルターに近接して回転するブレードを備えた篩装置と、前記ブレードの回転に基づいて前記フィルターを通過した前記粉体を収容する収容手段、前記収容手段に収容された前記粉体に気体を導入して前記粉体を流動化させる気体導入手段、および、前記気体導入手段によって流動化された前記粉体を吐出させて所定の容器に充填する充填手段を備えた充填装置と、前記ブレードを駆動する駆動手段と、前記収容手段に収容された前記粉体の量を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測された前記粉体の量が第１の閾値よりも小さい場合に、前記ブレードの駆動を開始する制御を実行し、前記計測手段によって計測された前記粉体の量が第２の閾値よりも大きい場合に、前記ブレードの駆動を停止する制御を実行する駆動制御手段と、を有し、前記ブレードの厚さは、前記回転軸を中心とする回転方向のブレードの長さよりも小さいことを特徴とする粉体充填システムである。

本発明の粉体充填システムは、フィルターと交差する回転軸を中心にフィルターに近接して回転するブレードを備える。フィルターを通過するトナーの移動方向は、ブレードの回転軸の方向に絞り込まれるため、フィルターを通過したトナーを回収するために大きな空間を確保する必要がない。本発明の粉体充填システムは、上記のブレードを用いることにより、装置の大型化を抑制できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る粉体充填システムを示す模式図である。 篩装置を示す斜視図である。 図２の篩装置の平面図である。 図３の篩装置のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図４の篩装置のＢ−Ｂ断面を上面から見た上面図である。 図５の篩装置におけるブレードのＣ−Ｃ断面の断面形状の具体例を示した断面図である。 図５の篩装置におけるブレードのＤ−Ｄ断面の断面形状の具体例を示した断面図である。 ブレードを３枚有する回転体の正面図である。 図８の回転体の平面図である。 ブレードを４枚有する回転体の正面図である。 図１０の回転体の平面図である。 粉体充填装置を示す模式図である。 制御装置のハードウェア構成図である。 制御装置の機能ブロック図である。 粉体充填システムの処理を示した処理フロー図である。 図２の篩装置に粉体を供給した状態を示す概略図である。 図２の篩装置で粉体の篩い分けを行っている状態を示す概略図である。 図２の篩装置で粉体の篩い分けを行っている状態を示す概略図である。 粉体充填システムの処理を示した処理フロー図である。 本発明の第２の実施形態に係る篩装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る篩装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る粉体充填システムを示す模式図である。 超音波篩を用いた粉体充填システムを示す模式図である。 超音波篩を用いた粉体充填システムを示す模式図である。

〔第１の実施形態〕
＜＜実施形態の全体構成＞＞
以下、図面を用いて、本発明の第１の実施形態にについて説明する。まず、図１を用いて、本実施形態の全体構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る粉体充填システムを示す模式図である。本実施形態の粉体充填システム１は、図１に示すように、粉体から粗大粒子を篩い分ける篩装置１００と、篩装置１００で篩い分けられた粉体を粉体収容器４００に充填する粉体充填装置２００と、篩装置１００に粉体を供給する粉体供給装置３００と、制御装置５００とを備える。本実施形態において、制御装置５００と、篩装置１００、粉体充填装置２００、および、粉体供給装置３００の各装置とは、バスライン５３０によって接続されている。制御装置５００から出力されたパルス信号を、バスライン５３０を介して篩装置１００、粉体充填装置２００、および、粉体供給装置３００の各装置に伝送することで、各装置の動作を開始させたり、停止させたりすることができる。

＜粉体供給装置＞
粉体供給装置３００としては、例えば、空気輸送装置、粉体輸送用ポンプやホッパー等が用いられる。粉体供給装置３００から供給された粉体は、ホースを介して篩装置１００に供給される。なお、粉体充填システム１が粉体供給装置３００を備えていない場合には、人の手により篩装置１００に粉体を供給することもできる。

＜＜篩装置の構成＞＞
続いて、図２乃至図１１を用いて粉体充填システム１に備えられた篩装置１００について説明する。なお、図２は、篩装置を示す斜視図である。図３は、図２の篩装置の平面図である。図４は、図３の篩装置のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図５は、図４の篩装置のＢ−Ｂ断面を上面から見た上面図である。図６は、図５の篩装置におけるブレードのＣ−Ｃ断面の断面形状の具体例を示した断面図である。図７は、図５の篩装置におけるブレードのＤ−Ｄ断面の断面形状の具体例を示した断面図である。図８は、ブレードを３枚有する回転体の正面図である。図９は、図８の回転体の平面図である。図１０は、ブレードを４枚有する回転体の正面図である。図１１は、図１０の回転体の平面図である。

本実施形態の粉体充填方法は、本実施形態の篩装置１００を用いて行われる。以下、本実施形態の篩装置１００の説明を通じて、本実施形態の粉体充填方法の詳細についても明らかにする。図１で示されるように、本実施形態において、篩装置１００は、粉体充填装置２００の上方に設けられている。これにより、設置面積を増やすことなく粉体充填装置２００に篩装置１００を取り付けることが可能となるので、粉体充填システム１の持ち運びが容易となる。

篩装置１００は、筒状体の一例としてのフレーム１２１と、フレーム１２１の底部に設けられたフィルター１２２と、回転体１３０と、駆動部１４０とを有してなり、更に必要に応じて、適宜選択したその他の手段や部材を有してなる。これにより、篩装置１００は、フレーム１２１内に供給された粉体を収容する容器として機能する。また篩装置１００は、フレーム１２１内に供給された粉体から粗大粒子を篩い分ける機能を有する。篩装置１００は、通常は、立てて設置させた状態で用いることが好ましいが、傾けて設置してもよい。

−フレーム−
フレーム１２１の形状としては、例えば、円筒状、円錐台形状、角筒状、角錐台形状、ホッパー形状、などが挙げられる。フレーム１２１の大きさとしては、特に制限はなく、粉体充填システム１の設置面方向の大きさが、粉体充填装置２００の設置面積を超えないことが好ましい。フレームの設置面方向の大きさが、粉体充填装置２００の設置面積を超えた場合には、粉体充填システム１が大型化してしまい、粉体充填システム１の持ち運びが困難になる場合がある。フレーム１２１の材質としては、例えばステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂などが挙げられる。フレーム１２１の構造としては、単一部材で形成されていてもよいし、二以上の部材で形成されていてもよい。フレーム１２１は、フィルター１２２と反対側の端部が開放されていても、粉体の飛散を防止するために密閉されていてもよい。

フレーム１２１の側面、端面、又は上面の少なくとも一部には、篩装置１００内に粉体を供給するための供給部１２１ａが設けられている。供給部１２１ａの大きさ、形状、構造等は、篩装置１００内に粉体を供給することができれば、特に制限はなく、フレーム１２１の大きさ、形状、構造等に応じて適宜選択される。供給部１２１ａの構造の具体例としては、例えば、管状のものが挙げられる。供給部１２１ａの材質の具体例としては、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂が挙げられる。

粉体は、粉体供給装置３００、或いは人の手などにより供給部１２１ａを介してフィルター１２２の上面に供給される。粉体供給装置３００による篩装置１００への粉体の供給は、間欠的であっても連続的であってもよい。粉体供給装置３００による篩装置１００への粉体の供給が連続的である場合には、連続運転が可能となる。

−フィルター−
フィルター１２２としては、篩装置１００に供給された粉体に含まれる粗大粒子を篩い分けできるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。適用可能なフィルター１２２の形態としては、例えば、直交網目状、斜交網目状、蛇行網目状、亀甲状等の網目の形態、不織布のような三次元に隙間を構成する形態、或いは、多孔質材料、中空糸のように実質的に粗粒が通過不可能な形態等が挙げられる。これらの中でも、網目によるフィルター１２２を用いることが、篩別効率が良好である点で好ましい。

フィルター１２２の外形状については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば円形、楕円形、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形などが挙げられる。これらの中でも、円形であることが篩別効率の点で特に好ましい。また、篩別操作を多段で行う場合は、目開きの異なるフィルター１２２を直列に設置しても良い。

フィルター１２２の目開きについては、粉体の粒径に応じて適宜選択することができるが、１０μｍ以上が好ましく、１５μｍ以上がより好ましく、２０μｍ以上が更に好ましい。フィルター１２２の目開きが小さすぎると、時間当たりの処理能力が低下しやすく、所望の粒径の粉体を効率良く得ることが困難になることがあり、また、目詰まりを生じやすい傾向がある。

フィルター１２２の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属，ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂；綿布等の天然繊維；などが挙げられる。これらの中でも、長時間使用しても、耐久性に優れる点で、ステンレススチール、ポリエステル樹脂が特に好ましい。

従来の超音波篩において、樹脂のフィルターを用いた場合、その弾性によりフィルターの振動を粉体に効率的に伝えることができなかった。また、従来の円筒状のシーブを有する篩装置は、シーブ内側領域から外側領域に遠心力によって粉体を送り出す機構を有するため、樹脂製のシーブを用いた場合には耐久性が不足する問題が生じた。本実施形態の篩装置１００は、ブレード１３１を回転させることにより、フィルター１２２を振動させずに粉体を篩い分けることができる。このため、本実施形態の篩装置１００のフィルター１２２としては、樹脂製のものも好適に用いられる。粉体の極性と同じ樹脂により形成されたフィルター１２２を選択することにより、フィルター１２２への粉体の付着が抑制される。

また、設置されるフィルター１２２は、枠などの形状を保つ機構によって支持され、しわ及びたるみが少ないことが好ましい。しわ及びたるみがあると、フィルター１２２の破損を招く場合があるだけでなく，均一な篩い分けが困難になる場合がある。

−回転体−
本実施形態において、回転体１３０は、フィルター１２２と交差する回転軸Ｚを中心にフィルター１２２に近接して回転可能に設けられたブレード１３１と、この回転軸Ｚに設けられ、ブレード１３１が取り付けられるシャフト１３２とを有する。本実施形態の篩装置１００のフレーム１２１の内部を上から見ると、ブレード１３１は、図５の矢印Ｅ方向又は逆矢印方向にフィルター１２２の上部の近傍を、シャフト１３２を中心に回転可能に構成されている。これにより、ブレード１３１は、フレーム１２１内に供給された粉体を攪拌し流動化させる。

本実施形態において、回転体１３０の構成は、回転軸Ｚを中心にフィルター１２２に近接してブレード１３１を回転させることが可能な構成であれば特に制限されない。例えば、シャフト１３２を用いずに磁力を用いてブレード１３１を回転させても良い。また、シャフト１３２とハブとを用いてブレード１３１を回転させてもよい。回転軸Ｚとフィルター１２２とが交差して形成される角度は、特に限定されないが、フィルター１２２とブレード１３１との距離を一定に保つことができ、接触を防ぐことができるため、９０度であることが好ましい。

本実施形態において、ブレード１３１がフィルター１２２に近接するとは、ブレード１３１の回転により発生した渦がフィルター１２２に到達する程度に、それぞれが近くにある状態を意味する。ただし、「近接」には、ブレード１３１が、回転軌道の全体でフィルター１２２と接している状態は含まれない。ブレード１３１およびフィルター１２２の対向面の回転軸Ｚと平行な二点間の距離（図４中、Ｄ１）は、０ｍｍより大きく５ｍｍ以下が好ましく、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下がより好ましく、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下が更に好ましい。なお、ブレード１３１の回転軌道上の位置や測定点によって回転軸Ｚと平行な二点間の距離が変わる場合には、距離（Ｄ１）は、ブレード１３１のすべての回転軌道上の位置におけるすべての測定点の中で距離が最も短くなる二点間の距離を意味する。ブレード１３１とフィルター１２２との間の距離が５ｍｍを超えると、ブレード１３１の回転によって、フィルター１２２の面上に堆積した粗大粒子のクリーニングが行われなくなる場合がある。また、フィルター１２２に堆積させた粉体を十分に流動化できなくなることがある。なお、ブレード１３１がフィルター１２２と接して回転している場合には、ブレード１３１の下方の粉体がフィルター１２２に堆積した状体から上方へ移動することが制限されるために、粉体を十分に流動化できなくなることがある。

本実施形態において、特に限定はされないが、ブレード１３１の端部はフレーム１２１に近接していることが好ましい。ブレード１３１の端部がフレーム１２１に近接しているとは、ブレード１３１の端部とフレーム１２１との距離（図４中、Ｄ２）が好ましくは１０ｍｍ以下の状態であって、より好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍの状態である。なお、ブレード１３１の回転軌道上の位置や測定点によってブレード１３１の端部とフレーム１２１との間の距離が変わる場合には、距離（Ｄ２）は、ブレード１３１のすべての回転軌道上の位置におけるすべての測定点の中で距離が最も短くなる二点間の距離を意味する。ブレード１３１の端部とフレーム１２１との距離が１０ｍｍを超えると、ブレード１３１の回転による遠心力によって、粉体がフレーム１２１方向に流れてしまい、渦流はブレード１３１周辺にしか影響しないため、フレーム１２１側から粉体が排出されにくくなくなることがある。

−ブレード−
本実施形態において、ブレード１３１の材質、構造、大きさ、形状等については、特に制限はなく、フレーム１２１の大きさ、形状、構造等に応じて適宜選択される。ブレード１３１の材質としては、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂などが挙げられる。これらの中でも、強度からいうと材質は金属が好ましい。また、粉体を扱うため、防爆という観点から帯電防止剤、静電気防止剤を含有できる樹脂が好ましい。ブレード１３１は、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。

ブレード１３１の外形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状、棒状、角柱状、角錐状、円柱状、円錐状、羽根状などが挙げられる。ブレード１３１が篩装置１００に設けられた場合に、回転軸Ｚに対して平行方向のブレード１３１の長さ（図４のＤｚで示されるブレード１３１の厚み）は、強度が確保できる範囲内で薄い方が好ましい。なお、ブレード１３１の厚み（Ｄｚ）は、ブレード１３１の対向面の回転軸Ｚと平行な二点間の距離に基づいて定められる。測定点によって回転軸Ｚと平行な二点間の距離が変わる場合には、ブレード１３１の厚み（Ｄｚ）は、すべての測定点の中で距離が最も短くなるときの二点間の距離を意味する。ブレード１３１の厚み（Ｄｚ）としては、例えば、０．５ｍｍ〜１０．０ｍｍとすることができ、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍがより好ましい。厚みが５．０ｍｍを超えると、ブレード１３１後方で発生する渦が少なくなり、フィルター１２２の面上に堆積された粉体を十分に流動化できなくなりクリーニング性が低下する。また、厚みが５．０ｍｍを超えると、粉体に与える周方向へのエネルギーが大きくなり、粉体のフィルター１２２方向への動きを阻害することがある。加えて、回転体１３０の駆動部１４０への負荷が大きくなり、より多くのエネルギーを必要とすることがある。

ブレード１３１の強度を保つために、ブレード１３１の厚さ（Ｄｚ）は、回転軸Ｚを中心に回転するときの回転方向のブレード１３１の長さ（図３のＤｘ）よりも小さい方が好ましい。なお、ブレード１３１の長さ（Ｄｘ）は、ブレード１３１の対向面の、回転方向の二点間の距離に基づいて定められる。測定点によって回転方向の二点間の距離が変わる場合には、ブレードの長さ（Ｄｘ）は、すべての測定点の中で距離が最も短くなるときの二点間の距離を意味する。ブレード１３１の厚さ（Ｄｚ）がブレード１３１の長さ（Ｄｘ）よりも大きいと、ブレード１３１の回転時のトナーによる抵抗によってブレード１３１の強度が低下する場合がある。また、ブレード１３１がトナーに回転方向の速度を与えすぎてしまい、トナーがフィルター１２２を通過する運動を妨げる場合がある。

ブレード１３１の断面形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。本実施形態において、ブレード１３１の断面形状は、図６及び図７の断面形状Ａ〜Ｇのような左右非対称な形状であっても、Ｈ〜Ｊのような左右対称な形状であってもよく、これらＡ〜Ｊのいずれの形状も好適に用いることができる。ブレード１３１のＣ−Ｃ断面の形状とＤ−Ｄ断面の形状とは、例えば、いずれも図９のＣの形状である場合のように、同一であっても良い。

同一平面上に配置されるブレード１３１の枚数は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。ブレード１３１の枚数は、例えば、２枚（図２乃至図５参照）であっても、３枚（図８および図９参照）であっても、４枚（図１０および図１１参照）であっても良い。なお、図８および図９によって示される回転体１３０は、各ブレード１３１とシャフト１３２とがハブ１３３によって固定された例である。ブレード１３１の枚数としては、１枚〜８枚が好ましく、１枚〜４枚がより好ましく、２枚が特に好ましい。ブレード１３１の枚数が８枚を超えると、ブレード１３１が、粉体のフィルター１２２からの落下を阻害するおそれがあり、メンテナンス性も低下する。

図５のＸ軸方向に見たときのブレード１３１のフィルター１２２に対する角度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、フィルター１２２に対して−３度〜１０度が好ましく、０度〜１０度がより好ましく、０度（水平）が特に好ましい。ブレード１３１のフィルター１２２に対する角度が、１０度を超えると、ブレード１３１の後方で発生する渦が少なくなり、クリーニング性が低下する。また、粉体に与える周方向のエネルギーが大きくなり、粉体のフィルター１２２方向への動きを阻害することがある。加えて回転体１３０の駆動部１４０への負荷が大きくなることがある。

ブレード１３１が回転することで生じる軌跡の面積Ｘと、フィルター１２２の面積Ｙとの比率〔（Ｘ／Ｙ）×１００〕〕は、６０％〜１５０％が好ましく、８０％〜１００％がより好ましい。比率〔（Ｘ／Ｙ）×１００〕〕が、６０％未満であると、フィルター１２２の全面にブレード１３１の回転に伴うエネルギーが行き渡らないおそれがある。また、ブレード１３１の回転による遠心力によって、粉体がフレーム１２１側に集まり、ブレード１３１が粉体へエネルギーを与えることができなくなることがある。比率が１５０％を超えると、ブレード１３１の回転による遠心力によって、粉体がフィルター１２２より外側へ移動し、フィルター１２２上の粉体が減少し、篩えないことがある。

ブレード１３１の回転速度（周速）は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓが好ましい。ブレード１３１の周速が、３ｍ／ｓ未満であると、ブレード１３１が粉体へ与えるエネルギーが少なく、クリーニング効果、粉体の流動化が不十分となることがあり、３０ｍ／ｓを超えると、粉体にエネルギーを与えすぎて、周方向の速度が大きくなり、粉体のフィルター１２２面方向への落下を阻害する恐れがある。また、過剰に粉体を流動化すると、フィルター１２２を通過する粉体の質量が小さくなることがある。

−シャフト−
シャフト１３２は、フレーム１２１内の回転軸Ｚに設けられ、一端が駆動部１４０に取り付けられ、他端がブレード１３１に取り付けられている。駆動部１４０の駆動によってブレード１３１及びシャフト１３２が回転軸Ｚを中心に回転する。シャフト１３２の大きさ、形状、構造、材質等については、特に制限はなく、フレーム１２１の大きさ、形状、構造等に応じて適宜選択することができる。シャフト１３２の材質としては、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂などが挙げられる。シャフト１３２は、単一部材で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されていてもよい。シャフト１３２の形状としては、例えば、棒状、角柱状、などが挙げられる。

＜駆動部＞
本実施形態において駆動部１４０は、駆動手段の一例としてのブレード駆動用モータ１４１とベアリング１４２とを有している。ブレード駆動用モータ１４１は、ブレード１３１を含む回転体１３０を回転駆動させる。ブレード駆動用モータ１４１の動作は、ＰＬＣ（programmable logic controller）、コンピュータ等の制御手段によって制御される。ベアリング１４２は、回転体１３０を正確に回転させるためにシャフト１３２を支持する手段である。粉体の進入による故障を避けるため、ベアリング１４２はフレーム１２１の外側に設けられている。シャフト１３２とフレーム１２１との間の隙間を通過して駆動部１４０に粉体が進入する可能性がある場合には、粉体の進入を防止する機構を設けることもできる。このような機構としては、例えば、ベアリング１４２とフレーム１２１の間にエアーを吹き込み、シャフト１３２とフレーム１２１の隙間からエアーを吹き出すことで粉体の進入を防ぐもの（エアーシール）や、駆動部１４０内へ粉体を進入させないためのエアー吹き出し口が挙げられる。

また、駆動部１４０には、装置を停止したときに回転体１３０の回転を停止させる公知のブレーキ機構が設けられていても良い。装置を停止したときにブレーキ機構によってブレード１３１の回転を停止させることで、トナーの流動化が即時に収まるため、篩装置１００による現像装置１８０へのトナーの補給の精度が向上する。

＜＜粉体充填装置＞＞
続いて、図１２を用いて粉体充填システム１に備えられた粉体充填装置２００について説明する。図１２は、粉体充填装置を示す模式図である。図１２に示す粉体充填装置２００は、粉体充填装置本体２１０と、気体導入手段２２０と、粉体充填手段２３０と、計測部２４０とを有する。

粉体充填装置本体２１０は、粉体投入口２１１と、粉体収容手段２１２と、圧力開放弁２１３と、粉体流速調整弁２１４と、本体圧力計２１５とを有する。

粉体投入口２１１は、篩装置１００のフィルター１２２を通過した粉体を粉体収容手段２１２に投入するための投入口である。このため、粉体投入口２１１の上部は、篩装置１００の下部と直接、或いは所定の接続部材を介して接続可能に構成されている。粉体投入口２１１には閉鎖弁２１１ａが取り付けられている。粉体を投入しないときには、この閉鎖弁２１１ａを閉鎖することにより粉体収容手段２１２を密封することができる。

粉体収容手段２１２は、篩装置１００のフィルター１２２を通過した粉体であって粉体投入口２１１から投入された粉体を収容する手段である。粉体収容手段の形態としては、粉体を収容して内部を密封できるものであれば特に限定されないが、例えば樹脂製の円筒の上下部を金属製フランジで挟むように置き上下フランジ間をボルトで固定したものが挙げられる。

圧力開放弁２１３は、粉体収容手段２１２に取り付けられ、粉体収容手段２１２の内部を密封、或いは粉体収容手段２１２内の圧力を開放するものである。粉体流速調整弁２１４は、粉体収容手段２１２に取り付けられ、粉体収容手段２１２内の圧力を微調節することにより粉体充填装置２００が充填する粉体の流速を調節するものである。本体圧力計２１５は、粉体収容手段２１２の内部の圧力を計測する。

気体導入手段２２０は、圧縮空気配管２２１と、バルブ２２２と、空気流量計２２４と、空気ヘッダ２２５と、通気手段２２６と、を有する。これにより気体導入手段２２０は、粉体収容手段２１２に収容された粉体に気体を導入して、この粉体を流動化させる。

圧縮空気配管２２１は、圧縮空気源Ｓから供給される圧縮空気を空気ヘッダ２２５に送り込むための配管である。圧縮空気配管２２１の構成部材としては、空気ヘッダ２２５に空気を送り込むことができるものであれば特に限定されないが、例えばステンレス管が挙げられる。圧縮空気源Ｓは、粉体充填装置２００に備えられていても、粉体充填装置２００の外部に備えられたものであっても良い。

バルブ２２２は、圧縮空気源Ｓから空気ヘッダ２２５に送り込まれる圧縮空気の流量を調節する。空気流量計２２４は、空気ヘッダ２２５に送り込まれる圧縮空気の流量を計測する。

空気ヘッダ２２５は、圧縮空気配管２２１から送り込まれる圧縮空気を粉体収容手段２１２の内部に導入するための手段である。空気ヘッダ２２５は、圧縮空気配管２２１と接続するための接続部を有し、この接続部を介して圧縮空気配管２２１から空気ヘッダ２２５内に圧縮空気が送り込まれる。空気ヘッダ２２５の上部には、粉体収容手段２１２の下部（例えば、下部フランジ）に取り付け可能な接続フランジが設けられている。

通気手段２２６は、粉体収容手段２１２との境界位置における空気ヘッダ２２５に取り付けられ、空気ヘッダ２２５内の圧縮空気を粉体収容手段２１２内に通気する。通気手段２２６としては、空気を通気するものであれば特に限定されないが、焼結金属板、焼結樹脂板、目の細かい金網などの多孔板が挙げられる。

粉体充填手段２３０は、粉体導出管２３１と、粉体輸送管２３２と、粉体充填ノズル２３３とを有する。これにより粉体充填手段２３０は、気体導入手段２２０によって流動化された粉体を吐出させて粉体収容器４００に充填する。

粉体導出管２３１は、粉体収容手段２１２の上部（例えば、上部フランジ）を通して設けられ粉体収容手段２１２に収容された粉体Ｐを粉体輸送管２３２に導出する。粉体導出管２３１の構成部材としては、粉体収容手段２１２に収容された粉体Ｐを導出できるものであれば特に制限はないが、例えばステンレス管が挙げられる。

粉体輸送管２３２は、粉体導出管２３１によって導出された粉体を粉体充填ノズル２３３に輸送するための管である。粉体輸送管２３２の構成部材としては、粉体を輸送できるものであれば特に制限はないが、例えばウレタンチューブが挙げられる。

粉体充填ノズル２３３は、粉体輸送管２３２によって輸送された粉体を粉体収容器４００に充填する。粉体充填ノズル２３３の構成部材としては、粉体を充填できるものであれば特に制限はないが、例えばステンレス管が挙げられる。粉体充填ノズル２３３にはパッキンが取り付けられ、これにより粉体充填ノズル２３３を粉体充填容器に嵌合させる構成としても良い。なお、粉体収容器４００としては、特に制限されないがシリンダや、例えばトナー容器のような容器が挙げられる。

計測部２４０は、粉体収容手段２１２に収容された粉体の量を計測する粉体充填装置本体用秤２４１と、粉体収容器４００に充填された粉体の量を計測する粉体収容器用秤２４２とを有する。粉体充填装置本体用秤２４１は、粉体充填装置本体２１０を風袋とすることにより、粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量を計測する。同様に、粉体収容器用秤２４２は、粉体収容器４００を風袋とすることにより、粉体収容器４００に収容された粉体の重量を計測する。粉体充填装置本体用秤２４１および粉体収容器用秤２４２によって計測された粉体の重量は、バスライン５３０によって制御装置５００に送信される。

＜＜制御装置＞＞
続いて、図１３、及び図１４を用いて制御装置５００について説明する。なお、図１３は、制御装置のハードウェア構成図である。図１４は、制御装置の機能ブロック図である。

まず、制御装置５００のハードウェア構成について説明する。図１３に示したように、制御装置５００は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４、Ｉ／Ｏ（Input/Output）ポート５０７、ディスプレイ５１０、およびバスライン５２０を有する。ＣＰＵ５０１は、粉体充填システム１全体の動作を制御する。ＲＯＭ５０２は、粉体充填システム１を動作させるためのプログラムを記憶する。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される。ＮＶＲＡＭ５０４は、制御装置５００の電源が遮断されている間も篩装置１００の動作の設定条件などのデータを保持する。Ｉ／Ｏポート５０７は、篩装置１００のブレード駆動用モータ１４１、粉体充填装置２００、および粉体供給装置３００との情報の送受信を行う。ディスプレイ５１０は、粉体充填システム１の操作者に所定の情報を通知するための表示パネルとしての機能と、操作者からの入力を受け付けるタッチパネルとしての機能とを有する手段である。バスライン５２０は、上記各構成要素を図１３に示されているように電気的に接続する。

続いて、制御装置５００の機能構成について説明する。図１４に示したように、制御装置５００は、駆動制御部５６１、供給制御部５６２、および充填制御部５６３を有している。これら各部は、図１３に示されている各構成要素のいずれかが、ＲＯＭ５０２に記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ５０１からの命令によって動作することで実現される機能又は手段である。

駆動制御部５６１は、粉体充填装置本体用秤２４１の計測結果に基づいて、ブレード駆動用モータ１４１によるブレード１３１の回転駆動を制御する。供給制御部５６２は、粉体充填装置本体用秤２４１の計測結果に基づいて、粉体供給装置３００から篩装置１００への粉体の供給を制御する。充填制御部５６３は、粉体充填装置２００の粉体収容器４００への粉体の充填を制御する。

＜粉体＞
粉体充填システム１に用いられる粉体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。粉体の具体例としては、トナー、合成樹脂粉末及び粒体、粉末コンパウンド等の合成樹脂又はその配合物粉粒体；デンプン、木粉等の有機天然物粉体；米，豆，小麦等の穀物もしくはその粉末；炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、ハイドロキシアパタイト、フェライト、硫化亜鉛、硫化マグネシウム等の無機化合物粉体；鉄粉、銅粉、ニッケル合金粉等の金属粉；カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラ等の無機顔料；フタロシアニンブルー、インジゴ等の有機顔料、染料等が挙げられる。本実施形態の篩装置１００は、粉体から粗大粒子、ゴミ等の異物を低ストレスで効率よく篩い分けることができるので、例えば、トナー、化粧品原料、医薬品原料、食品原料、化学薬品原料などの篩い分けに好適である。

−トナー−
上記のトナーの製造方法については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、湿式法により調製されたものが好ましい。湿式法とは、トナー母粒子の製造工程において、水等の分散媒等を用いる静電荷像現像用トナーの製造方法である。湿式法としては、以下の方法が例示される。

（ａ）水系媒体中に重合性単量体、重合開始剤、着色剤等を懸濁分散させた後に重合させてトナー母粒子を製造する懸濁重合法
（ｂ）重合開始剤、乳化剤等を含有する水性媒体中に重合性単量体を乳化させ、攪拌下に重合性単量体を重合させて得られた重合体一次粒子の分散液に、着色剤等を添加して前記重合体一次粒子を凝集、熟成させてトナー母粒子を製造する乳化重合凝集法
（ｃ）あらかじめ溶媒に溶解、分散したポリマー、着色剤等の溶解分散液（トナー組成の溶解分散液）を水系媒体中に分散し、これを加熱又は減圧等によって溶媒を除去することにより、水系媒体に分散されたトナー母粒子を製造する溶解懸濁法

トナーを構成する成分としては、下記（１）〜（４）から選択されるいずれかの混合物が好適である。
（１）少なくとも結着樹脂、及び着色剤からなる混合物
（２）少なくとも結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤からなる混合物
（３）少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、及びワックスからなる混合物
（４）少なくとも結着樹脂、磁性剤、帯電制御剤、及びワックスからなる混合物

結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、熱可塑性樹脂が好適である。熱可塑性樹脂としては、例えば、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂が特に好ましい。

ビニル樹脂としては、例えばポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。

ポリエステル樹脂としては、以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、更にＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。

Ａ群としては、例えばエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンなどが挙げられる。

Ｂ群としては、例えばマレイン酸、フマル酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、又はこれらの酸無水物又は低級アルコールのエステルなどが挙げられる。

Ｃ群としては、例えばグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール；トリメリット酸、ピロメリット酸等の３価の以上のカルボン酸などが挙げられる。

ポリオール樹脂としては、例えばエポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどが挙げられる。

その他にも必要に応じて以下の樹脂を混合して使用することもできる。エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノールとエピクロロヒドリンとの重縮合物が代表的である。

着色剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、以下のものが用いられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

黒色顔料としては、例えばカーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物などが挙げられる。黄色顔料としては、例えばカドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキなどが挙げられる。橙色顔料としては、例えばモリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫなどが挙げられる。赤色顔料としては、例えばベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂなどが挙げられる。紫色顔料としては、例えばファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。青色顔料としては、例えばコバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣなどが挙げられる。緑色顔料としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキなどが挙げられる。着色剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対し０．１質量部〜５０質量部が好ましく、５質量部〜２０質量部がより好ましい。

ワックスは、トナーに離型性を持たせるために添加され、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば低分子量のポリエチレン、ポリプロピレン等の合成ワックス；カルナウバワックス、ライスワックス、ラノリン等の天然ワックスなどが挙げられる。ワックスの含有量は、トナー１００質量部に対し、１質量％〜２０質量％が好ましく、３質量％〜１０質量％がより好ましい。

帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン、アセチルアセトン金属錯体、モノアゾ金属錯体、ナフトエ酸、脂肪酸金属塩（サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩）、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。帯電制御剤の含有量は、トナー１００質量部に対し、０．１質量％〜１０質量％が好ましく、０．５質量％〜５質量％がより好ましい。

磁性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ヘマタイト、鉄粉、マグネタイト、フェライト、などが挙げられる。磁性剤の含有量は、トナー１００質量部に対し、５質量％〜５０質量％が好ましく、１０質量％〜３０質量％がより好ましい。

更に、トナーには、流動性を付与するために、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末等の無機微粉末を外添させることできる。

トナーの個数平均粒径としては、３．０μｍ〜１０．０μｍが好ましく、４．０μｍ〜７．０μｍがより好ましい。また、トナーの重量平均粒径と個数平均粒径との比（重量平均粒径／個数平均粒径）は、１．０３〜１．５が好ましく、１．０６〜１．２がより好ましい。ここで、トナーの個数平均粒径、及び、重量平均粒径と個数平均粒径との比（重量平均粒径／個数平均粒径）は、例えば、「コールターカウンターマルチサイザー」；ベックマンコールター社製を用いて測定することができる。

＜＜＜実施形態の動作＞＞＞
次に、図１、及び図１５乃至図１９を参照して、粉体充填システム１の動作について説明する。図１５および図１９は、粉体充填システムの処理を示した処理フロー図である。図１６は、図２の篩装置に粉体を供給した状態を示す概略図である。図１７及び図１８は、図２の篩装置で粉体の篩い分けを行っている状態を示す概略図である。

＜＜充填開始時の動作＞＞
まず、充填停止時の粉体充填システム１の動作・処理について説明する。ディスプレイ５１０の操作パネルによって充填開始の要求が受け付けられると、駆動制御部５６１は、粉体充填装置本体用秤２４１の計測結果、すなわち粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量が、第１の閾値よりも小さいか判断する（ステップＳ１１）。なお、第１の閾値は、粉体収容手段２１２の容量に基づいて設定されＮＶＲＡＭ２０４に記憶されている。本実施形態においては、粉体収容手段２１２に収容された粉体の量が第１の閾値より小さい場合に粉体充填装置２００の充填時の安定性が低下する。粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量が、第１の閾値よりも小さくないと判断された場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、粉体収容手段２１２は十分な量の粉体を収容しているので、篩装置１００は、粉体充填装置２００への粉体の供給を開始しない。

粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量が、第１の閾値よりも小さいと判断された場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、駆動制御部５６１は、ブレード１３１の回転駆動を開始するためのパルス信号をブレード駆動用モータ１４１に出力する（ステップＳ１２）。ブレード駆動用モータ１４１は、出力されたパルス信号に基づいて回転体１３０を回転駆動する。これにより、シャフト１３２が回転し、シャフト１３２の先端に取り付けられたブレード１３１が回転軸Ｚを中心にフィルター１２２に近接して回転する。回転速度としては、特に限定されないが、５００ｒｐｍ〜４，０００ｒｐｍである。本実施形態では、粉体供給装置３００から篩装置１００への粉体の供給を開始する前にブレード１３１を回転させておくことで、先の操作でフィルター１２２上に残された粗大粒子を流動化させることができる。これにより、フィルター１２２面がクリーニングされるので、粉体供給装置３００からの粉体の供給を開始したときに篩装置１００は、篩い分け処理を効率的に実行することができる。

続いて、供給制御部５６２は、篩装置１００への粉体の供給を開始するためのパルス信号を粉体供給装置３００に送信する（ステップＳ１３）。これにより、粉体供給装置３００から篩装置１００への粉体の供給が開始する。粉体供給装置３００から供給された粉体は、図１６に示すように、供給部１２１ａを介して、篩装置１００のフレーム１２１内に一定量供給される（供給工程）。これにより、トナーＰがフレーム１２１内に収容されフィルター１２２上に堆積する。このとき、フィルターの目開きと粒径とが一定以下の比率であるとき、フィルターの目開きよりも粒径の小さい粉体Ｐについても、粒同士がお互いに支えあい（ブリッジ）、フィルター１２２上に堆積する。ブレード１３１は、フィルター１２２上に堆積したトナー中を回転することにより、トナーを攪拌し流動化させる（攪拌工程，図２２参照）。このとき、粉体Ｐが堆積したフィルター１２２上でブレード１３１が速度を持つことで、ブレード１３１の進行方向に対し後方に渦Ｖが発生する。ここで、渦とは、流体中で固体を動かした時にその後方に交互及びランダムに発生する流体の流れを意味する。

フィルター１２２に堆積した粗大粒子Ｐｃは、ブレード１３１と接触して解砕されるとともに、ブレード１３１の回転により発生した渦Ｖによって巻き上げられる（図１７参照，フィルター面のクリーニング作用）。小粒径のトナーＰｓは、このクリーニング作用によってフィルター１２２を通過しやすくなる。また、図１８に示す流動化したトナーＰｆは、渦Ｖよって空気が混ぜ合わされて嵩密度が低くなる。これにより、流動化したトナーＰｆが自重により落下したときに、小粒径のトナーＰｓが、低ストレスな状態で効率良くフィルター１２２を通過する。フィルター１２２を通過したトナーＰｓは、粉体充填装置２００の粉体投入口を経て粉体収容手段２１２に収容される。

粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量が、第１の閾値よりも小さくないと判断された場合（ステップＳ１１のＮＯ）、或いは、ステップＳ１３で粉体の供給を開始させた後に、充填制御部５６３は、粉体充填装置２００の運転を開始するためのパルス信号を粉体充填装置２００に出力する（ステップＳ１４）。

この場合、まず、バルブ２２２が開放されて圧縮空気を空気ヘッダ２２５内に導入する。導入される圧縮空気の圧力（本体圧力計２１５の計測値）は、バルブ２２２の開放の度合いを調整することにより所定値とする。空気ヘッダ２２５に導入された気体は、通気手段２２６を通過して、粉体収容手段２１２に収容された粉体中に均一に分散する（気体導入工程）。これにより粉体収容手段２１２に収容された粉体Ｐが流動化する。圧力開放弁２１３及び閉鎖弁２１１ａが閉じられると粉体収容手段２１２の内部の圧力が上がり、粉体収容手段２１２内の流動化した粉体Ｐが外部との圧力差により粉体導出管２３１内に送り込まれる。粉体導出管２３１内に送り込まれた粉体Ｐは粉体輸送管２３２に導出され、粉体輸送管２３２内を輸送された後、粉体充填ノズル２３３によって吐出され、粉体収容器４００内に充填される（充填工程）。粉体充填速度は粉体流速調整弁２１４の開閉度を変えて粉体収容手段２１２内の圧力を微調整することにより行われる。

＜＜粉体供給停止時の動作＞＞
続いて、篩装置１００から粉体充填装置２００への粉体の供給を停止する場合の処理について説明する。供給制御部５６２は、計測部２４０の粉体充填装置本体用秤２４１の計測結果、すなわち粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量が、第２の閾値よりも大きいか判断する（ステップＳ２１）。なお、第２の閾値は、予めＮＶＲＡＭ２０４に記憶されている。本実施形態においては、第２の閾値は第１の閾値より大きい値であって、粉体収容手段２１２に収容された粉体の量が第２の閾値を越えると、粉体収容手段２１２による充填の効率が低下する。粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量が、第２の閾値よりも大きくないと判断された場合には（ステップＳ２１のＮＯ）、粉体収容手段２１２には、篩装置１００は、粉体充填装置２００への粉体の供給を継続する。この場合ステップＳ２１の判断は、粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量が第２の閾値よりも大きくなるまで、定期的に実行される。

粉体収容手段２１２に収容された粉体の重量が、第２の閾値よりも大きいと判断された場合には（ステップＳ２１のＹＥＳ）、供給制御部５６２は、粉体供給装置３００から篩装置１００への粉体の供給を停止するための信号を、粉体供給装置３００に送信する（ステップＳ２２）。これにより、粉体供給装置３００による篩装置１００への粉体の供給が停止する。

続いて、駆動制御部５６１は、ブレード１３１の回転を停止するためのパルス信号をブレード駆動用モータ１４１に出力する（ステップＳ２３）。ブレード駆動用モータ１４１は出力されたパルス信号に基づいて回転体１３０を回転駆動を停止する。これにより、篩装置１００による粉体充填装置２００への粉体の供給が停止する。この場合、粗大粒子は遠心力でフレーム１２１側に移動しているので、粉体充填システム１の動作を停止させた後、フレーム１２１側に移動した粗大粒子を容易に回収することができる。

〔第２の実施形態〕
以下、図２０を用いて、本発明の第２の実施形態に係る粉体充填システムについて第１の実施形態に係る粉体充填システムと異なる点を説明する。図２０は、本発明の第２の実施形態に係る篩装置を示す断面図である。なお、図２０において、第１の実施形態に係る粉体充填システムの篩装置と共通する構成については、同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。

図２０の篩装置１０１は、フレーム１２１に排出部１２１ｂが設けられている点以外は、第１の実施形態の粉体充填システム１篩装置１００と同様である。

＜排出部＞
フレーム１２１には、フレーム１２１内に収容されフィルター１２２に堆積した粉体が所定量を超える場合に、所定量を超える粉体をフレーム１２１内から排出する排出部１２１ｂが設けられている。フィルター１２２を通過する粉体の量より供給部１２１ａから供給される粉体の量が過多の場合、フィルター１２２に堆積する粉体の量が増え続ける。本実施形態では、排出部１２１ｂを設けることで、所定量を超える過剰な粉体が外部に排出されるため、篩装置１００の長時間連続運転が可能となり、効率よく大容量の粉体の篩分けを行うことができる。

排出部１２１ｂとしては、フレーム１２１内から過剰な粉体を排出することができれば、大きさ、形状、構造、材質等については、特に制限はなく、フレーム１２１の大きさ、形状、構造等に応じて適宜選択することができる。排出部１２１ｂの材質としては、ステンレススチール、アルミニウム、鉄等の金属、ＡＢＳ、ＦＲＰ、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の樹脂などが挙げられる。排出部１２１ｂの形状及び大きさについても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。排出部１２１ｂは、フレーム１２１の粉体供給側の側面、端面及び上面のいずれかに設けられることが好ましい。排出部１２１ｂから排出された粉体は、そのまま供給部１２１ａから補充され、再度篩分されるように構成してもよい。

〔実施形態の補足〕
以上、各実施形態の篩装置（１００，１０１）について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差支えない。例えば、上記の各実施形態では、シャフト１３２に１段のブレード１３１が設けられていたが、必要に応じてシャフト１３２に高さの異なる位置に２段のブレード１３１が設けられても構わない。

また、上記の各実施形態では、フィルター１２２は、図４及び図２０に示すように、フレーム１２１の粉体排出側端面の全面に設けられていたが、本発明の篩装置はこの構成に限定されない。フィルター１２２は、フレーム１２１の粉体排出側端面の一部に設けられていてもよい。また、フィルター１２２は、図２１に示すようにフレーム１２１と粉体充填装置２００の粉体投入口２１１とに挟まれて固定されていてもよい。なお、図２１は、本発明の一実施形態に係る篩装置を示す断面図である。

上記の各実施形態では、図１に示すように粉体充填システム１の篩装置１００は粉体充填装置２００の上方に設けられていた。しかしながら、本発明はこのような形態に限定されない。篩装置１００の他の配置例を図２２を用いて説明する。図２２は、本発明の一実施形態に係る粉体充填システムを示す模式図である。図２２に示された粉体充填システム１の篩装置１００は粉体充填装置２００の測方に設けられている。これにより、粉体充填装置２００の上方に十分な空間が得られない場合でも、篩装置１００を配置できるようになる。

フレーム１２１には開閉可能なクリーニング用開口が形成されていてもよい。篩装置１００を稼働しないときに、クリーニング用開口を開いて圧縮空気を噴き込むことにより、フィルター１２２上に残された粉体をクリーニングすることができる。

〔実施形態の効果〕
上記実施形態の粉体充填システム１は、フィルター１２２と交差する回転軸Ｚを中心にフィルター１２２に近接して回転可能に設けられたブレード１３１を有する篩装置１００を備える。篩装置１００のブレード１３１を回転させると、粉体Ｐが流動化し、流動化した粉体Ｐｆが自重により落下するときに、小粒径の粉体Ｐｓが低ストレスな状態で効率良くフィルター１２２を通過する。篩装置１００は、同程度の効率の超音波篩装置と比較して小型化されるので、篩装置１００を粉体充填システム１に組み込んだ場合でも、持ち運びの容易性が維持されるという効果を奏する。

本実施形態の粉体充填システム１の篩装置１００は、フィルター１２２を振動させずに篩い分け処理を行うことができるので、振動による摩擦熱で粉体が軟化して発生するフィルター１２２の目詰りが抑えられる。これにより、従来の超音波篩と比較して篩装置１００は高い処理能力を有する。本実施形態の粉体充填システム１と超音波篩を用いた粉体充填システムの違いについて図２３及び図２４を用いて説明する。図２３及び図２４は、超音波篩を用いた粉体充填システムを示す模式図である。

図２３の粉体充填システム５は、篩装置１００を公知の超音波篩装置１５０に変えた点を除き粉体充填システム１と同様の構成を有している。超音波篩装置１５０において、モータ１５４を駆動すると超音波篩装置本体１５１が振動する。また、超音波発信機１５３がフィルター１５２に超音波を発信することにより、フィルター１５２上に堆積した粉体のうち小粒径の粉体がフィルター１５２を通過する。しかしながら、超音波篩装置１５０は、振動による熱やストレス等の影響で篩装置１００と比較して粉体の篩い分け処理の効率が低い。超音波篩装置１５０を用いて、篩装置１００と同程度の出力を得るためには、篩装置１００のフィルター１２２と比較して数倍の径のフィルター１５２を必要とする。これにより装置が大型化し、粉体充填装置２００の上部に超音波篩装置１５０を設置するためには、図２３のような架台１５７が必要となる。また、粉体充填システム５において、フィルター１５２を通過した粉体は、排出口１５５から粉体充填装置２００に供給されるが、超音波篩装置１５０の大きな振動を粉体充填装置２００に伝えないようフレキ配管１５６が必要となる。

図２４の粉体充填システム６は、超音波篩装置１６０のモータ１６４が超音波篩装置本体１５１の測部に設置され、排出口１６５が超音波篩装置本体１５１の下部に設置されている点を除き図２３の粉体充填システム５と同様の構成を有している。超音波篩装置１６０において、モータ１６４を駆動すると超音波篩装置本体１５１が振動する。また、超音波発信機１５３がフィルター１５２に超音波を発信することにより、フィルター１５２上に堆積した粉体のうち小粒径の粉体がフィルター１５２を通過する。しかしながら、超音波篩装置１６０を用いて、篩装置１００と同程度の出力を得るためには、篩装置１００のフィルター１２２と比較して数倍の径のフィルター１５２を必要とする。これにより装置が大型化し、粉体充填装置２００の上部に超音波篩装置１６０を設置するためには、図２４のような架台１５７が必要となる。また、粉体充填システム６において、フィルター１５２を通過した粉体は、排出口１６５から粉体充填装置２００に供給されるが、超音波篩装置１６０の大きな振動を粉体充填装置２００に伝えないようフレキ配管１５６が必要となる。

粉体充填システム１は、超音波篩装置（１５，１６）に変えて篩装置１００を用いることで以下のような効果を有する。
ｉ．篩装置１００を粉体充填装置２００上に設置することができるので、スペースの効率が良く、粉体充填システム１ごとの持ち運びも可能となる。
ｉｉ．ブレード１３１の回転を停止するとブレードの回転方向に発生していた渦Ｖ（図１７参照）が直ちに消滅する。このため、ブレード１３１の停止後に粉体充填装置２００への粉体の供給を直ちに停止できるため、正確に粉体を供給することが可能となる。
ｉｉｉ．摩擦熱による粉体の凝集を抑制できるため、低融点の粉体を用いた場合にも品質が確保される。
ｉｖ．ブレード１３１の回転により篩い分け処理する機構を用いたため、振動による騒音が少ない。
ｖ．開始・停止時に大きな振動が発生しないので、篩装置１００と粉体充填装置２００との接続部に防振構造を必要としない。
ｖｉ．粉体充填システム１の全体が小型化されるため、高所作業の必要がなく、メンテナンス性に優れる。

上記実施形態において、篩装置１００は、ブレード１３１を駆動するブレード駆動用モータ１４１を有する。粉体充填装置２００は、粉体収容手段２１２に収容された粉体の量を計測する粉体充填装置本体用秤２４１を有する。また、制御装置５００は、粉体充填装置本体用秤２４１によって計測された粉体の量が、第１の閾値よりも小さい場合に、ブレードの駆動を開始する制御を実行し、第２の閾値よりも大きい場合に、ブレード１３１の駆動を停止する制御を実行する駆動制御部５６１を有する。これにより、粉体収容手段２１２に収容された粉体の量が一定の範囲（第１の閾値から第２の閾値の間）に制御されるので、粉体充填装置２００による粉体収容器４００への粉体の充填が安定するという効果を奏する。

上記実施形態の粉体充填装置本体用秤２４１に変えて、複数の粉面センサを用いてブレード１３１の駆動を制御することができる。この場合、粉面センサとしては、粉体収容手段２１２が第１の閾値の量を超える粉体を収容したときに粉体を検知する第１の粉面センサと、粉体収容手段２１２が第２の閾値の量を超える粉体を収容したときに粉体を検知する第２の粉面センサとが用いられる。また、この場合、ステップＳ１１の処理は、第１の粉面センサが粉体を検知したか判断する処理に置き換えられ、ステップＳ２１の処理は、第２の粉面センサが粉体を検知したか判断する処理に置き換えられる。

上記実施形態において、粉体充填システム１の篩装置１００は粉体充填装置２００の上方に設けられている。これにより、設置面積を増やすことなく粉体充填装置２００に篩装置１００を取り付けることが可能となるので、粉体充填システム１の持ち運びが容易となるという効果を奏する。

粉体充填システム１の篩装置１００は粉体充填装置２００の測方に設けられていても良い。これにより、粉体充填装置２００の上方に十分な空間が得られない場合でも、篩装置１００を配置できるようになるという効果を奏する。

上記実施形態において、篩装置１００のブレード１３１を回転させた後に粉体供給装置３００による粉体の供給を開始した。これにより、フィルター１２２上に残された粗大粒子を巻き上げておくことができるので、粉体の供給を開始したときに篩装置１００が効率的に篩い分け処理を行うことができるという効果を奏する。

上記実施形態において粉体充填システム１による粉体充填装置２００への粉体の充填を停止する際に、粉体供給装置３００の篩装置１００への粉体の供給を停止させた後に篩装置１００のブレードの回転を停止させる。これにより、フィルター１２２上に堆積した粉体を粉体充填装置２００内に全量排出した後、ブレード１３１がフィルター１２２面をクリーニングする。これにより、次回の供給時に粉体Ｐがフィルター１２２を通過し易くなるという効果を奏する。

上記実施形態の篩装置（１００，１０１）において、回転軸Ｚに対して平行方向のブレード１３１の長さ（Ｄｚ）が、回転軸Ｚを中心に回転するときの回転方向のブレード１３１の長さ（Ｄｘ）よりも短くなるようにブレード１３１が設けられている。これにより、ブレード１３１を回転させたときにブレード１３１の進行方向の後方の渦が発生しやすくなり、粉体を効率的に流動化できるという効果を奏する。

上記実施形態の篩装置（１００，１０１）において、ブレード１３１とフィルター１２２との間の距離を５ｍｍ以下とすることができる。これにより、ブレード１３１を回転させたときにブレード１３１の進行方向の後方の渦がフィルター１２２に到達しやすくなるので、フィルター１２２に堆積させた粉体を十分に流動化できるという効果を奏する。

上記実施形態の篩装置（１００，１０１）において、ブレード１３１は回転軸Ｚに設けられたシャフト１３２に取り付けられている。これにより、回転軸Ｚを中心に正確にブレード１３１を回転させることができるという効果を奏する。

上記実施形態の篩装置（１００，１０１）においてブレード１３１の端部が、フレーム１２１に近接している。これにより、ブレード１３１の回転による遠心力で粉体がフレーム１２１方向に集まることを抑制できるので、粉体を効率的に篩い分けることができるという効果を奏する。

上記実施形態に係る篩装置１０１のフレーム１２１には排出部１２１ｂが設けられている。これにより、フレーム１２１内の所定量を超える過剰な粉体および空気を外部に排出することができるので、篩装置１０１の長時間連続運転が可能となるという効果を奏する。

以下、本発明の実施例につき図面を用いて具体的に説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、図２の篩装置１００と図１２の粉体充填装置２００とを備えた粉体充填システム１を用いた。実施例１の篩装置１００は、供給部１２１ａが設けられたフレーム１２１と、フレーム１２１の粉体排出側に設けられたフィルター１２２と、少なくともブレード１３１を有する回転体１３０とを有している。

篩装置１００のフレーム１２１の内部にトナーが供給される。フレーム１２１の材質は、ステンレススチール（ＳＵＳ）である。フレーム１２１の大きさは、１３５ｍｍ×１３５ｍ×１８６ｍであり、内容積は２，６６１ｍＬである。図２のブレード駆動用モータ１４１が作動することにより、ブレード１３１を有する回転体１３０が回転可能となっている。

フレーム１２１のトナー排出側にはフィルター１２２が設けられている。この実施例１では、フィルター１２２は、ステンレススチール製であり、フィルター１２２の目開きは４８μｍ、開孔率は３３．６％である。

フレーム１２１の内部の中央には、少なくともブレード１３１を有する回転体１３０が図５中矢印Ｅ方向に回転可能に設けられている。回転体１３０は、ブレード１３１と、ブレード１３１と連結されたシャフト１３２とからなり、シャフト１３２は、ブレード駆動用モータ１４１に回転可能に連結されている。この実施例１では、ブレード１３１及びシャフト１３２はステンレススチール製であり、ブレード１３１の厚みは１．５ｍｍ、ブレード１３１の枚数は２枚、ブレード１３１のフィルター１２２に対する角度は０度である。

図４に示すように、ブレード１３１は、フィルター１２２のトナー供給側の面の上部を近接かつ回転可能に設けられている。実施例１では、ブレード１３１とフィルター１２２の間の距離Ｄ１（図３参照）が２ｍｍである。また、ブレード１３１の端部とフレーム１２１との距離Ｄ２（図３参照）は、２．５ｍｍである。

フレーム１２１のトナー供給側の側面には、供給部１２１ａが設けられており、粉体供給装置３００から篩装置１００の内部にトナーを供給することができる。実施例１では、粉体供給装置３００として、粉体輸送用ポンプが用いられている。

実施例１では、篩装置１００で篩分けられた粉体を粉体充填装置２００によって粉体収容器４００の一例としての５００ｃｃメスシリンダに充填した。実施例１の粉体充填システム１では、粉体充填装置２００の粉体投入口２１１の上部を、篩装置１００のフレーム１２１の下部と直接接続した。

粉体充填装置２００の粉体収容手段２１２としては、直径２００ｍｍ高さ５００ｍｍのアクリル樹脂製円筒の上下をステンレス製フランジで挟み、ボルトで締結したものを用いた。アクリル樹脂製円筒上部のステンレス製フランジには粉体の粉体投入口２１１と、圧力開放弁２１３と、粉体流速調整弁２１４とが取り付けられている。通気手段２２６としては、焼結樹脂製のパネル（商品名：フィルタレン）を用いた。また、実施例１ではオイルフリーで大気露点−１０℃の乾燥空気を用い、空気流量計２２４（フローセル流量計（商品名））の計測結果に基づいて空気流量を調整することにより、２リッター毎分で通気した。粉体導出管２３１および粉体充填ノズル２３３としてはステンレス管を用いた。粉体輸送管２３２には、内径９ｍｍのウレタン製チューブを用いた。

（実施例２）
−トナー篩装置の作製−
篩装置１００のフレーム１２１の材質がアクリル樹脂製、フレーム１２１の大きさが１３５ｍｍ×１３５ｍｍ×１８６ｍｍ、フレーム１２１の内容積が２，６６１ｍＬであり、フィルター１２２の材質がポリエステル製、目開き４８μｍ、開口率３４％であり、ブレード１３１の材質がステンレス製，厚み３．０ｍｍ、Ｄ１＝５．０ｍｍ、Ｄ２＝１７．５ｍｍでである以外は実施例１と同様にして、実施例２の粉体充填システム１を作製した。

（実施例３）
−トナー篩装置の作製−
篩装置１００のフレーム１２１の材質がＳＵＳ製、フレーム１２１の大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ×１８６ｍｍ、フレーム１２１の内容積が１，４６０ｍＬであり、フィルター１２２の材質がステンレス製、目開き４３μｍ、開口率３４．７％、＃３５０であり、ブレード１３１の材質がステンレス製，厚み３．０ｍｍ，Ｄ１＝２．０ｍｍ，Ｄ２＝１０．０ｍｍである以外は実施例１と同様にして、実施例３の粉体充填システム１を作製した。

（実施例４）
−トナー篩装置の作製−
篩装置１００のフレーム１２１の材質がアクリル樹脂製、フレーム１２１の大きさが１３５ｍｍ×１３５ｍｍ×３００ｍｍ、フレーム１２１の内容積が４，２９２ｍＬであり、フィルター１２２の材質がポリエステル製，目開き３７μｍ，開口率２６％であり、ブレード１３１の材質がナイロン製，厚み１．５ｍｍ，Ｄ１＝２．０ｍｍ，Ｄ２＝２．５ｍｍである以外は、実施例１と同様にして、実施例４のトナー篩装置を作製した。

（実施例５）
−トナー篩装置の作製−
実施例５では、図２０の第２の実施形態の篩装置１０１を用いた。実施例５の篩装置１０１は、フレーム１２１に排出部１２１ｂが形成されている点を除き、実施例１の篩装置１００と同様の構成である。

次に、以下のようにして、実験例１〜４の異物を含む各トナーを作製し、本実施例の篩装置を用いて篩い分け実験を行った。

（実験例１）
−トナーの作製−
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：９，０００、酸価：３３ｍｇＫＯＨ／ｇ）８２質量部、Ｔｉ−Ｆｅ着色剤（Ｔｉ含有量：１４質量％、ＢＥＴ比表面積：１７ｍ２／ｇ）１３質量部、荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ、保土谷化学社製）２質量部、及び低分子ポリプロピレン（重量平均分子量：６，００）３質量部を、２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級して、重量平均粒径５．５μｍとした後ヘンシェルミキサーを用い、酸化チタン微粒子（ＭＴ−１５０ＡＩ、テイカ社製）１．０質量部とシリカ微粉末（Ｒ９７２、クラリアントジャパン社製）１．５質量部を混合した。以上により、実験例１のトナーを調製した。得られたトナーの個数平均粒径は６．０μｍ、５μｍ以下のトナー粒子の割合は７０個数％であった。トナーの飽和磁化σｓは４．１ｅｍｕ／ｇであった。

＜異物＞
スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体１００質量部、カーボンブラック８質量部、及びサリチル酸亜鉛８質量部を配合し、配合した物を熱ロールミルで熔融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いで、エアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。得られた微粉末を分級して、平均粒径が１００μｍであり、５０μｍ以下の粒径のものを含んでいない異物を作製した。

＜粉体＞
上記の異物５０ｇに、上記製造した実験例１のトナーを添加し、全質量が１，０００ｇになるようにして粉体を得た。

＜評価＞
得られた粉体を、実施例１の篩装置を用いて篩い分けを行った。なお、ブレード１３１は、２，０００ｒｐｍの回転数にて回転させた。その後、粉体充填装置２００のバルブ２２２を開放して内部の圧力が１０Ｋｐａ〜２０Ｋｐａとなるよう圧縮空気を空気ヘッダ２２５内に導入した。これにより、粉体収容手段２１２内の粉体を、流動化し、粉体充填手段２３０によって外部との圧力差によりメスシリンダに充填した。以下のようにして、篩分け前・篩分け後（充填後）でのトナー中の異物の割合、トナーの個数平均粒径を測定した。結果を表１に示す。

＜篩分前後でのトナー中の異物の割合＞
篩前のトナー中の異物Ａ（ｇ／１００ｇ）：トナー中に配合した異物割合を、試料調製の配合割合より算術にて求めた。
篩前のフィルター上の異物及びトナー質量Ｂ（ｇ）：ブランクとして用いるフィルターと、各実施例にて用いるフィルター１２２の質量を測定し、その差より篩前のフィルター１２２上の異物及びトナー質量を求めた。
篩後のトナー質量Ｃ（ｇ）：フィルター１２２を通過した試料の質量を測定した。
篩後のフィルター上の異物及びトナー質量Ｄ（ｇ）：ブランクとして用いるフィルターと、各実施例にて用いたフィルター１２２の質量を測定し、その差より篩後のフィルター１２２上の異物及びトナー質量Ｄ（ｇ）を求めた。
篩後のトナー中の異物Ｅ（ｇ／Ｃ（ｇ）中）：篩後のフィルター１２２上の異物及びトナー質量Ｄ（ｇ）を篩後のトナー質量Ｃ（ｇ）で除した値を篩後のトナー中の異物Ｅ（ｇ／Ｃ（ｇ）中）とした。

（トナーの個数平均粒径の測定）
電解水溶液１００ｍＬ〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１ｍＬ〜５ｍＬ添加した。ここで、電解液としては、１級塩化ナトリウムを用いて約１質量％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）を使用した。更に、測定試料２ｍｇ〜２０ｍｇを電解水溶液に添加した。試料を懸濁させた電解水溶液について、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行った。分散処理した電解水溶液について、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ又はコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出した。更に、得られた分布から、トナーの個数平均粒径を求めた。

（実験例２）
−有機樹脂微粒子分散液（１）の調製−
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器中に、水６８３質量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（「エレミノールＲＳ−３０」；三洋化成工業社製）１４質量部、スチレン１３７質量部、アクリル酸ブチル５５質量部、メタクリル酸８３質量部、ｎ−ドデシルメルカプタン（「チオカルコール２０」；花王社製）８質量部、及び過硫酸アンモニウム１．２質量部を仕込み、４００回転／分で１５分間撹拌して、白色の乳濁液を得た。この乳濁液を加熱して、系内温度７５℃まで昇温して４時間反応させた。次いで、１質量％過硫酸アンモニウム水溶液３０質量部を添加し、７１℃にて６時間熟成して、ビニル樹脂粒子（スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液（有機樹脂微粒子分散液（１））を調製した。得られた有機樹脂微粒子分散液（１）の固形分濃度は３０質量％であった。有機樹脂微粒子分散液（１）に含まれる有機樹脂微粒子の一部を乾燥して樹脂分を単離し、該樹脂分のガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ、９０℃であり、重量平均分子量（Ｍｗ）を測定したところ、８，０００であった。

−未変性ポリエステル（低分子ポリエステル）（１）の合成−
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２２９質量部、ビスフェノールＡプロピオンオキサイド３モル付加物５２９質量部、テレフタル酸２０８質量部、イソフタル酸４６質量部、及びジブチルチンオキサイド２質量部を投入し、常圧下、２３０℃にて５時間反応させた。次いで、この反応液を１０ｍｍＨｇ〜１５ｍｍＨｇの減圧下にて５時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸４４質量部を添加し、常圧下、１８０℃にて２時間反応させて、未変性ポリエステル（１）を合成した。得られた未変性ポリエステル（１）は、ＴＨＦ可溶分の重量平均分子量（Ｍｗ）が３,２００、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４２℃、酸価が２１ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

＜水中油滴型分散液調製工程＞
以下のようにして、分散粒子が分散されてなる水中油滴型分散液を調製した。
−トナー材料の溶解乃至分散液の調製−
−−マスターバッチ（ＭＢ）の調製−−
水１，２００質量部、前記着色剤としてのカーボンブラック（「Ｐｒｉｎｔｅｘ３５」、デグサ社製、ＤＢＰ吸油量＝４２ｍｌ／１００ｇ、ｐＨ＝９．５）５４０質量部、及び前記未変性ポリエステル（１）１，２００質量部を、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合した。この該混合物を二本ロールで１５０℃にて３０分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー（ホソカワミクロン社製）で粉砕して、マスターバッチを調製した。

−−有機溶剤相の調製−−
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器中に、カルナバワックス１１０質量部、ＣＣＡ（「サリチル酸金属錯体Ｅ−８４」、オリエント化学工業社製）２２質量部、及び酢酸エチル７４３質量部を仕込み、攪拌下８０℃まで昇温して、８０℃のまま５時間保持した後、１時間かけて３０℃まで冷却した。次いで、反応容器中に、前記マスターバッチ５００質量部、及び酢酸エチル５００質量部を仕込み、１時間混合して原料溶解液を得た。得られた原料溶解液１，８７５質量部を反応容器に移し、ビーズミル（「ウルトラビスコミル」、アイメックス社製）を用いて、送液速度１ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度６ｍ／秒、及び０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填した条件で３パスして、前記カーボンブラック及び前記カルナバワックスの分散を行った。次いで、該分散液に前記未変性ポリエステル（１）の６５質量％、酢酸エチル溶液３０３９質量部を添加した。上記同様の条件のビーズミルで１パスし、分散させ、有機溶剤相を調製した。

−−プレポリマーの合成−−
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８５質量部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１質量部、テレフタル酸２８１質量部、無水トリメリット酸２４質量部、及びジブチルチンオキサイド３質量部を仕込み、常圧下、２３０℃で１０時間反応させ、更に１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で８時間反応させて中間体ポリエステルを得た。得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量（Ｍｎ）が２，２００、重量平均分子量（Ｍｗ）が９，４００、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３℃、酸価が０．４ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価が５５ｍｇＫＯＨ／ｇであった。次に、冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器中に、前記中間体ポリエステル４１４質量部、イソホロンジイソシアネート８６質量部、及び酢酸エチル５００質量部を入れ、１００℃にて８時間反応させて、プレポリマー（前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体）を合成した。得られたプレポリマーの遊離イソシアネート含有量は、１．５３質量％であった。

−−ケチミン（前記活性水素基含有化合物）の合成−−
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン１７０質量部、及びメチルエチルケトン７５質量部を仕込み、５０℃にて５時間反応を行い、ケチミン化合物（前記活性水素基含有化合物）を合成した。得られたケチミン化合物（前記活性水素機含有化合物）のアミン価は４１８であった。反応容器中に、前記有機溶剤相７４９質量部、上記のプレポリマー１１５質量部、及びケチミン化合物２．９質量部、及び三級アミン化合物（「Ｕ−ＣＡＴ６６０Ｍ」、サンアプロ株式会社製）３．５質量部を仕込み、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業社製）を用いて７．５ｍ／ｓにて１分間混合してトナー材料の溶解乃至分散液を調製した。

−水系媒体相の調製−
水９９０質量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５質量％水溶液（「エレミノールＭＯＮ−７」、三洋化成工業社製）４５質量部、及び酢酸エチル９０質量部を、混合撹拌して、乳白色の液体（水系媒体相）を得た。

−乳化乃至分散−
前記トナー材料の溶解乃至分散液中に前記水系媒体相１，２００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業社製）で、周速１５ｍ／ｓにて２０分間混合し、水中油滴型分散液（乳化スラリー）を調製した。得られた水中油滴型分散液（乳化スラリー）中の分散粒子の粒径（Ｍｖ）を、粒度分布測定装置（「ｎａｎｏｔｒａｃ ＵＰＡ−１５０ＥＸ」、日機装株式会社製）を用いて測定したところ、０．４０μｍであった。

＜トナー造粒工程＞
−分散粒子の粒径制御−
パドル型攪拌装置を用い、前記水中油滴型分散液（乳化スラリー）を、周速０．７ｍ／ｓにて攪拌し、前記有機樹脂微粒子分散液（１）を前記水中油滴型分散液固形分１００質量部に対し４質量部添加し、次いで、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの２０質量％溶液（「ネオゲンＳＣ−Ａ」、第一工業製薬社製）１０質量部投入し、前記乳化スラリー中の分散粒子の粒径を制御し、該分散粒子の粒径を前記粒度分布測定装置（「ｎａｎｏｔｒａｃ ＵＰＡ−１５０ＥＸ」、日機装株式会社製）を用いて測定したところ、５．２μｍであった。

−有機溶剤の除去−
攪拌機、及び温度計をセットした反応容器中に、前記粒径制御後の乳化スラリーを仕込み、３０℃にて８時間脱溶剤した後、４５℃にて４時間熟成を行い、分散スラリーを得た。

−洗浄及び乾燥−
前記分散スラリー１００質量部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水１００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーで混合（回転数１０．０ｍ／ｓにて１０分間）した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水１００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーで混合（回転数１０．０ｍ／ｓにて１０分間）した後減圧濾過した。得られた濾過ケーキに１０質量％塩酸溶液１００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーで混合（回転数１０．０ｍ／ｓにて１０分間）した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水３００質量部を添加し、ＴＫ式ホモミキサーで混合（回転数１０．０ｍ／ｓにて１０分間）した後濾過する操作を２回行い、最終濾過ケーキを得た。得られた最終濾過ケーキを循風乾燥機にて４５℃で４８時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、実験例２のトナー母体粒子を得た。

−外添剤処理−
得られた実験例２のトナー母体粒子１００質量部に対し、外添剤としての疎水性シリカ１．５質量部と、疎水化酸化チタン０．５質量部とをヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合処理し、実験例２のトナーを製造した。得られたトナーの個数平均粒径（Ｄｎ）は、５．１μｍであった。上述した異物５０ｇに、上記製造した実験例２のトナーを添加し、全質量が１，０００ｇになるようにして粉体を得た。得られた粉体を、実施例２の篩装置を用いて篩い分けを行った。なお、ブレード１３１は、３０００ｒｐｍの回転数にて回転させた。その後、実験例１と同様にして、篩分け前後でのトナー中の異物の割合、トナーの個数平均粒径を測定した。結果を表１に示す。

（実験例３）
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器に、水６８３質量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（エレミノールＲＳ−３０、三洋化成工業株式会社製）１１質量部、スチレン８３質量部、メタクリル酸８３質量部、アクリル酸ブチル１１０質量部、及び過硫酸アンモニウム１質量部を仕込み、４００回転／分で１５分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。これを加熱して、系内温度７５℃まで昇温して５時間反応させた。更に、１質量％過硫酸アンモニウム水溶液３０質量部加え、７５℃で５時間熟成してビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液［樹脂微粒子分散液１］を得た。得られた［樹脂微粒子分散液１］を粒度分布測定器（ＬＡ−９２０、堀場製作所製）で測定した体積平均粒径は、１０５ｎｍであった。また、［樹脂微粒子分散液１］の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のガラス転移温度（Ｔｇ）は５９℃であり、重量平均分子量は１５０，０００であった。

−ポリエステルの製造例−
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６６質量部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物５３５質量部、テレフタル酸２３１質量部、及びイソフタル酸４１質量部を投入し、常圧窒素気流下、２１０℃で１０時間縮合反応した。次いで、サリチル酸１２７質量部を投入し、２１０℃で５時間縮合反応を継続した。更に、０ｍｍＨｇ〜１５ｍｍＨｇの減圧下で脱水しながら５時間反応を継続した後に冷却し、［ポリエステル１］を得た。得られたポリエステル樹脂のＴＨＦ可溶分の重量平均分子量は３，８００、酸価１９ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価５５ｍｇＫＯＨ／ｇ、フェノール性水酸基の水酸基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度５３℃であった。

−プレポリマーの製造−
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７９５質量部、イソフタル酸２００質量部、テレフタル酸６５質量部、及びジブチルチンオキサイド２質量部を投入し、常圧下、窒素気流のもと、２１０℃で８時間縮合反応した。次いで、１０ｍｍＨｇ〜１５ｍｍＨｇの減圧下で脱水しながら５時間反応を継続した後に８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１７０質量部と２時間反応を行い、［プレポリマー１］を得た。得られたプレポリマーの重量平均分子量は５，０００、平均官能基数は２．２５であった。

−ケチミン化合物の製造−
攪拌棒、及び温度計の付いた反応槽中に、イソホロジアミン３０質量部とメチルエチルケトン７０質量部を仕込み、５０℃で５時間反応を行い［ケチミン化合物１］を得た。

−分散液の調製−
ビーカー内に［プレポリマー１］３３質量部、［ポリエステル１］１３２質量部、及び酢酸エチル８０質量部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス１５質量部、カーボンブラック２０質量部、及び酢酸エチル１２０質量部をビーズミルに入れ、３０分間分散した。２つの液を混合し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて１２，０００ｒｐｍの回転数で５分攪拌した後、ビーズミルで１０分間分散処理し、［トナー材料油性分散液１］を得た。

−トナーの製造−
ビーカー内にイオン交換水５２９．５質量部、［樹脂微粒子分散液１］７０質量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．５質量部を入れ、ＴＫ式ホモミキサーで１２，０００ｒｐｍに攪拌しながら、この水分散液に上記［トナー材料油性分散液１］４００質量部、及び［ケチミン化合物１］８．４質量部を加え、３０分間攪拌を続けながら反応させた。続いて、冷却管を設置したフラスコに内容物を移し、湯浴を用いて熟成した。
熟成後の分散液から有機溶剤を除去した後、濾別、洗浄、乾燥し、次いで風力分級し、球形状のトナー母体粒子を得た。得られたトナー母体粒子１００質量部、及び帯電制御剤（オリエント化学社製、ボントロンＥ−８４）０．２５質量部をＱ型ミキサー（三井鉱山社製）に仕込み、タービン型羽根の周速を５０ｍ／ｓｅｃに設定して混合処理した。
この場合、その混合操作は、２分間運転、１分間休止を５サイクル行い、合計の処理時間を１０分間とした。更に、疎水性シリカ（Ｈ２０００、クラリアントジャパン社製）を０．５質量部添加し、混合処理した。この場合、その混合操作は、周速を１５ｍ／ｓｅｃとして３０秒混合１分間休止を５サイクル実施し、実験例３のトナーを得た。得られた実験例３のトナーの個数平均粒径（Ｄｎ）は、５．５μｍであった。

上述した異物５０ｇに、上記製造した実験例３のトナーを添加し、全質量が１，０００ｇになるようにして粉体を得た。得られた粉体を、実施例３の篩装置を用い篩い分けを行った。なお、ブレード１３１は、１５００ｒｐｍの回転数にて回転させた。その後、実験例１と同様にして、篩分け前後でのトナー中の異物の割合、トナーの個数平均粒径を測定した。結果を表１に示す。

（実験例４）
実験例３において、実施例３の篩装置を実施例４の篩装置に変え、ブレード１３１の回転数を１，５００ｒｐｍから１，０００ｒｐｍに変更した以外は、実験例３と同様にして、篩い分けを行った。その後、実験例１と同様にして、篩分け前後でのトナー中の異物の割合、トナーの個数平均粒径を測定した。結果を表１に示す。

１ 粉体充填システム
１００，１０１ 篩装置
１２１ フレーム（筒状体の一例）
１２１ａ 供給部
１２１ｂ 排出部
１２２ フィルター
１２３ メッシュホルダ
１３０ 回転体
１３１ ブレード
１３２ シャフト
１３３ ハブ
１４０ 駆動部
１４１ ブレード駆動用モータ（駆動手段の一例）
１４２ ベアリング
２００ 粉体充填装置
２１０ 粉体充填装置本体
２１１ 粉体投入口
２１２ 粉体収容手段（収容手段の一例）
２１３ 圧力開放弁
２１４ 粉体流速調整弁
２１５ 本体圧力計
２２０ 気体導入手段
２２１ 圧縮空気配管
２２２ バルブ
２２４ 空気流量計
２２５ 空気ヘッダ
２２６ 通気手段
２３０ 粉体充填手段（充填手段の一例）
２３１ 粉体導出管
２３２ 粉体輸送管
２３３ 粉体充填ノズル
２４０ 計測部
２４１ 粉体充填装置本体用秤
２４２ 粉体収容器用秤
３００ 粉体供給装置
４００ 粉体収容器
５００ 制御装置
５６１ 駆動制御部（駆動制御手段の一例）
５６２ 供給制御部
５６３ 充填制御部
Ｐ 粉体
Ｐｆ 流動化した粉体
Ｐｓ 篩分けられた粉体
Ｖ 渦

特開２００３−１０４３０１号公報 特開２００６−２３７８２号公報 特開２００９−９０１６７号公報

Claims (7)

1. 筒状体、前記筒状体の底部に設けられたフィルター、および、前記フィルターと交差する回転軸を中心に前記フィルターに近接して回転し、前記筒状体内に供給された粉体を攪拌するブレードを備えた篩装置と、
   前記ブレードの回転に基づいて前記フィルターを通過した前記粉体を収容する収容手段、前記収容手段に収容された前記粉体に気体を導入して前記粉体を流動化させる気体導入手段、および、前記気体導入手段によって流動化された前記粉体を吐出させて所定の容器に充填する充填手段を備えた充填装置と、
   前記ブレードを駆動する駆動手段と、
   前記収容手段に収容された前記粉体の量を計測する計測手段と、
   前記計測手段によって計測された前記粉体の量が第１の閾値よりも小さい場合に、前記ブレードの駆動を開始する制御を実行し、前記計測手段によって計測された前記粉体の量が第２の閾値よりも大きい場合に、前記ブレードの駆動を停止する制御を実行する駆動制御手段と、を有し、
   前記ブレードの厚さは、前記回転軸を中心とする回転方向の前記ブレードの長さよりも小さい
   ことを特徴とする粉体充填システム。
2. 前記篩装置は、前記充填装置の上方に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の粉体充填システム。
3. 前記篩装置は、前記充填装置の側方に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の粉体充填システム。
4. 前記篩装置に前記粉体を供給する粉体供給装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の粉体充填システム。
5. 筒状体、前記筒状体の底部に設けられたフィルター、および、ブレードを備えた篩装置に粉体を供給する供給工程と、
   前記フィルターと交差する回転軸を中心に前記フィルターに近接して前記ブレードを回転させることにより、前記篩装置に供給された前記粉体を攪拌する攪拌工程と
   前記ブレードの回転に基づいて前記フィルターを通過した前記粉体を収容手段に収容させる収容工程と、
   前記収容工程で収容された前記粉体に気体を導入して前記粉体を流動化させる気体導入工程と、
   前記気体導入工程で流動化させた前記粉体を吐出させて所定の容器に充填する充填工程と、
   前記ブレードを駆動する駆動工程と、
   前記収容工程により収容された前記粉体の量を計測する計測工程と、
   前記計測工程によって計測された前記粉体の量が第１の閾値よりも小さい場合に、前記ブレードの駆動を開始する制御を実行し、前記計測工程によって計測された前記粉体の量が第２の閾値よりも大きい場合に、前記ブレードの駆動を停止する制御を実行する駆動制御工程と、を有し、
   前記ブレードの厚さは、前記回転軸を中心とする回転方向の前記ブレードの長さよりも小さい
   ことを特徴とする粉体充填方法。
6. 前記供給工程で前記粉体を供給する前に、前記ブレードを予め回転させることを特徴とする請求項５に記載の粉体充填方法。
7. 前記粉体の充填を停止する際に、前記篩装置への前記粉体の供給を停止させた後に前記ブレードの回転を停止させることを特徴とする請求項５又は６に記載の粉体充填方法。

Images